Excel与Auto CAD结合在路桥施工测量中的应用

发表时间:2020/1/18   来源:《基层建设》2019年第28期   作者:柯龙 万荣辉
[导读] 摘要:本文介绍Excel结合Auto CAD软件在工程测量中的应用。
        西南交通大学希望学院  四川成都  610000
        摘要:本文介绍Excel结合Auto CAD软件在工程测量中的应用。利用Excel强大的函数功能与Auto CAD的卓越绘图能力,计算出中、边桩坐标并进行复核验算,以避免计算错误。
        关键词:Excel  Auto CAD  测量 路桥
        传统的坐标计算软件仅能计算出单一曲线或直线坐标,已不能满足目前施工标段长、结构复杂的路桥工程。Excel软件是目前国内外最广泛使用的办公软件,Auto CAD软件广泛应用于工程绘图,利用这两款常用软件,计算并绘制出路桥工程的中线和边桩坐标,不仅速度快,计算准确,而且易于复核和使用。
        1.应用方法简介
        现以G0511线德阳至都江堰高速公路K29+145.53至K30+465.029段路桥工程为例,介绍Excel与Auto CAD相结合的坐标计算复核方法。
        1.1. 曲线要素信息
       
        根据曲线要素计算主点里程如下:
       
        1.2. 计算坐标方位角
        根据公式(2-1)及象限分别计算坐标方位角αJD1-JD2、αJD2-JD3:
        RJD1-JD2=arctg(yJD2-yJD1)/(xJD2-xJD1)=arctg(△yJD1JD2/△xJD1JD2)1 (公式2-1)
        αJD1-JD2=4.595(rad),αJD2-JD3=4.858(rad)
        1.3. 计算主点中桩坐标
        根据公式(2-2、2-3)计算分别计算主点中桩坐标:
        XZH=XJD2+T×cosαJD2-JD1,YZH=YJD2+T×sinαJD2-JD1               (公式2-2)
        XHZ=XJD2+T×cosαJD2-JD3,YHZ=YJD2+T×sinαJD2-JD3              (公式2-3)
        1.4. 
        1.5. 计算缓和曲线段中桩坐标
        根据公式(2-4)计算出支距坐标,再根据公式(2-5)分别求出ZH点到所求点i的坐标方位角及距离,最后根据公式(2-6)计算缓和曲线各点中桩坐标:
        Xi=li-li5/40(Rls)2,yi=li3/6Rls                                        (公式2-4)
        αZi=αJD1-JD2±I×arctg(yi/xi),D=(xi2+yi2)1/2               (公式2-5)
        Xi=XZH+D×cosαZi,Yi=YZH+D×sinαZi               (公式2-6)
        其中:
        li—待求点i到ZH点(YH值HZ段为HZ点)距离(m);
        I—线路左偏为-1,右偏为+1;
        αZi公式“±”取值:当计算ZH至HY段时取“+”,计算YH值HZ段时取“-”。
        1.6. 计算圆曲线段中桩坐标
        由公式(2-7)计算出支距坐标,由公式(2-8)分别求出ZH点到所求点i的坐标方位角及距离,最后根据公式(2-6)计算圆曲线各点中桩坐标:
        Ψ=(li-ls)/R+β0(rad),xi=R×sinΨ+m,yi=R×(1-cosΨ)+p  
        (公式2-7)
        αZi=αJD1-JD2+I×arctg(yi/xi),D=(xi2+yi2)1/2        (公式2-8)
        Xi=XZH+D×cosαZi,Yi=YZH+D×sinαZi              (公式2-9)
        其中:
        li—待求点i到ZH点距离(m);
        I—线路左偏为-1,右偏为+1;
        1.7. 计算边桩坐标
        根据公式(2-10)计算曲线各点左右边桩坐标:
        Xi=X中+B×cos(αqi±π/2),Yi=Y中+D×sin(αqi±π/2)  (公式2-10)
        其中:
        B-为边桩至线路中线的垂直距离;
        ±—左边桩取-π/2,右边桩取+π/2;
        -为待求点对应的中线切线方位角,按以下规则计算:
        1.8. 
        1.9. 坐标计算结果
        应用上述方法计算所需的线路中线和边桩坐标,部分数据见下表。
       
        1.8.EXCEL与Auto CAD结合
        利用EXCEL软件“CONCATENATE(yi,xi)”函数将点位坐标合并到一列,然后复制,在Auto CAD中使用样条曲线命令,可以快速绘制出线路中线及所需的任何坐标点。不仅可以实现与EXCEL结合的快速绘图,同时还可以检查校正EXCEL计算的正确性。绘制出线路中线如下图:
       
        2.总结
        随着道路桥梁工程设计愈加复杂,施工放样任务量不断加大,尤其是内业处理尤为突出,利用常EXCEL强大的函数编程计算功能和Auto CAD的卓越绘图功能,以及其与EXCEL良好的接入性,可以快速计算线路坐标并绘制图纸。EXCEL和Auto CAD都是工程人最常用的办公软件,操作简单、结果准确可视,有很大的应用空间。
        参考文献:
        [1]李明.地形测量[M].北京:测绘出版社,2011:95.
        [2]王芳.EXCEL在控制测量中的应用[J].内江师范学院学报,2013,28(8):96-100.
        [3]齐建伟,白永辉.Excel电子表格在测量计算中的应用[J].测绘通报,2001,34(S1):53—54.
        [4]毛耀武.Excel在工程测量计算中的应用[J].水电施工技术,2011,7(3):103—107.
        [5]彭兆宏 许芝勇.Excel在桥梁施工测量中的应用[J].电子技术,2001,4:4.
        1 EXCEL中写作atan(abs()).
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